Infiltration de particules et de fluide dans des micro-treillis acoustiques intégrés dans une turbosoufflante

RÉSUMÉ Le secteur de l’aviation civile rencontre de nombreux défis énergétiques et environnementaux, dont la réduction de la consommation de carburant, des émissions de gaz à effet de serre et de la pollution sonore. La réduction du bruit des avions fait l’objet d’une réglementation plus sévère à cause de la gêne acoustique perçue, en particulier par les populations aéroportuaires. Le bruit des avions est en grande partie généré par les moteurs. Outre l’utilisation de traitements acoustiques localisés, le développement des turbosoufflantes à fort taux de dilution a permis une réduction significative de la consommation de carburant et du bruit d’éjection des gaz par rapport aux anciennes générations de turboréacteurs. De plus, l’utilisation d’un revêtement abradable à proximité des pièces tournantes, comme la soufflante, a permis de réduire la consommation de carburant et de protéger ces pièces de potentiels dommages pendant leur durée de vie. Néanmoins, les technologies existantes de traitement acoustique, qui sont des cavités résonantes, présentent des performances limitées en basses fréquences et en large bande. Le présent projet s’inscrit dans le cadre de l’étude des effets de l’intégration d’un traitement acoustique innovant sur des matériaux abradables, combinant ainsi ces deux fonctionnalités en un seul concept. La réalisation de structures acoustiques innovantes, basées sur des matériaux abradables qui sont normalement pleins, nécessite des méthodes de mise en forme adaptées et précises. Un intérêt est porté sur la fabrication additive, plus précisément la technique d’écriture directe. Deux matériaux ont fait l’objet d’une étude de mise en forme : l’abradable commercial EC 3524 A/B et la résine EPON 828/EPIKURE 3274. Cette étude a abouti à l’impression de trois configurations acoustiques, sous forme de micro-treillis, par dépôt direct de filaments. Des observations microscopiques permettent de compléter cette analyse de la capacité de mise en forme. De la vaseline, puis de la nano-silice, sont rajoutées à l’abradable commercial (EC 3524 A/B), dans diverses proportions, pour le rendre imprimable sur une épaisseur équivalente à celle d’un traitement acoustique dans une soufflante. Les résultats obtenus suggèrent une capacité de mise en forme sur une faible épaisseur, mais un flambement de la structure et/ou une obstruction récurrente de la buse d’extrusion, sont observés lorsque le nombre de couches empilées augmente. Pour le second matériau (EPON 828/EPIKURE 3274), des formulations abradables, contenant des microbilles de verre et de la nano-silice sont étudiées, puis la meilleure formulation, selon un certain nombre de critères, est choisie pour la fabrication des échantillons.